挖掘機(jī)節(jié)能液壓控制系統(tǒng)分析與應(yīng)用

1、挖掘機(jī)節(jié)能液壓控制系統(tǒng)分析與應(yīng)用 李艷杰 1,2于安才 2姜繼海 2(1. 沈陽(yáng)理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 沈陽(yáng) 110159;2. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 哈爾濱 150001摘要 :深入分析了現(xiàn)代液壓挖掘機(jī)中三種主流的節(jié)能液壓系統(tǒng) 負(fù)流量控制、 正流量控制和負(fù)載敏感系統(tǒng)的基本工作原理, 重點(diǎn)分析了它們?cè)诓煌盗型诰驒C(jī)中的應(yīng)用;介紹了兩種新型挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的基本原理;分析表明三種典型挖掘節(jié)能液壓 系統(tǒng)都具有一定的節(jié)能效果,但工作原理各有不同;新型的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)雖然還在研發(fā)階段,但具有更好的節(jié)能效果及應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞:液壓挖掘機(jī) 負(fù)流量控制 正流量控制 負(fù)載敏感系統(tǒng)中圖分類(lèi)號(hào) TU621Ana

2、lyses and Application of Energy-Saving Hydraulic Control System of ExcavatorLI Yan-jie1,2YU an-cai2JIANG Ji-hai2(1. School of Mechanical Engineering, Shenyang Ligong University, Shenyang 110159;2. School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001Abstract : Negative fl

3、ow control, positive flow control and load sensing are the general energy-saving hydraulic systems of modern hydraulic excavator. The basic principles of the three typical hydraulic control systems were analyzed deeply. Their application in different kind of excavators is mainly analyzed. The princi

4、ples of two new kinds of excavator hydraulic system were introduced. Analyses show, all of the three typical excavator hydraulic control system can realize energy saving, but their principles are different. The two new kinds of excavator hydraulic control system can realize better energy saving and

5、their application prospect are better. Key words: Hydraulic excavator Negative flow control Positive flow control Load sensing system0 前言液壓挖掘機(jī)是一種功率比較大的工程機(jī)械,但 是其能量的總利用率僅為 20%左右 1。受世界能源 危機(jī)和環(huán)境保護(hù)的影響, 液壓挖掘機(jī)實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、 降低排放一直是業(yè)界努力追求的目標(biāo)。采用節(jié)能技 術(shù)的液壓挖掘機(jī)能使動(dòng)力系統(tǒng)與負(fù)載所需功率匹配 更好,系統(tǒng)發(fā)熱減少,燃油消耗降低,從而提高系 統(tǒng)設(shè)備的可靠性和液壓元件的壽命。當(dāng)前主流挖掘

6、機(jī)仍然采用多路閥作為主控閥, 這類(lèi)系統(tǒng)的主要功率損失包括節(jié)流損失、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 啟動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中的溢流損失、動(dòng)臂下降過(guò)程中的 勢(shì)能損失和節(jié)流損失以及發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)功率匹*基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50375033 ,浙 江 大 學(xué) 流 體 傳 動(dòng) 及 控 制 國(guó) 家 重 點(diǎn) 實(shí) 驗(yàn) 室 開(kāi) 放 基 金 資 助 項(xiàng) 目 (GZKF-2008003 配不好而引起的損失等 2。隨著液壓節(jié)能技術(shù)的發(fā) 展,挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)從最初 20世紀(jì) 70年代利用 操縱手柄的先導(dǎo)壓力對(duì)液壓泵的排量直接控制,發(fā) 展到 20世紀(jì) 80年代和 90年代的負(fù)流量控制、 正流 量控制和負(fù)載敏感控制等多種控制方式 3。

7、混合動(dòng) 力挖掘機(jī) 4,5和基于二次調(diào)節(jié)技術(shù) 6的新型液壓挖掘 機(jī)系統(tǒng)是挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的新的研究方向,目前有 部分成型產(chǎn)品生產(chǎn),但市場(chǎng)占有率較低。本文重點(diǎn)分析液壓挖掘機(jī)負(fù)流量控制、正流量 控制和負(fù)載敏感系統(tǒng)的工作原理及其典型應(yīng)用,對(duì) 混合動(dòng)力挖掘機(jī)和基于二次調(diào)節(jié)技術(shù)的恒壓網(wǎng)絡(luò)液 壓挖掘機(jī)系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。1 負(fù)流量控制1.1 工作原理負(fù)流量控制是指液壓泵的排量隨控制壓力信號(hào)增大而減小,即控制壓力與排量成反比。負(fù)流量控 制可以減少主控制閥在中位時(shí)液壓泵的流量損失, 使液壓泵的輸出流量按照操作者的操作,按需求提 供, 避免傳統(tǒng)液壓挖掘機(jī)中的溢流損失和系統(tǒng)發(fā)熱。 其不足在于六通多路閥死區(qū)

8、較大、調(diào)速范圍有限, 且受負(fù)載影響較大。圖 1為液壓挖掘機(jī)負(fù)流量控制 的基本原理圖。 圖 1 液壓挖掘機(jī)負(fù)流量控制原理圖在多路換向閥中位回油通道上設(shè)置一個(gè)節(jié)流 口,油液通過(guò)節(jié)流口產(chǎn)生壓差,將節(jié)流口前壓力引 至液壓泵變量機(jī)構(gòu)來(lái)控制液壓泵的排量。節(jié)流口前后壓差由薄壁小孔流量特性方程可 得:2 12q p p KA= (1 式中:p 回油節(jié)流口前后壓差(Pa ; 1p 回油節(jié)流口前壓力(Pa ;q 通過(guò)回油節(jié)流口的流量(m 3/s ; K 系數(shù);A 回油節(jié)流口的通流面積(m 2 。1p 作為控制壓力被引到變量液壓泵的變量活塞,即 1i p p =。當(dāng)回路中多路換向閥各聯(lián)閥芯均處于中位時(shí), 液壓泵的全

9、部流量卸荷,通過(guò)節(jié)流口的流量 q 達(dá)到 最大值,根據(jù)式 (1, p =p max (該值由與節(jié)流孔并 聯(lián)的溢流閥的調(diào)定 ,控制油路的壓力 p i 提高到最大值 p max ,使得主泵的排量自動(dòng)減少到最小。 當(dāng)多 路換向閥任意一聯(lián)處于最大開(kāi)度時(shí),液壓泵輸出流 量幾乎全部進(jìn)入相應(yīng)的執(zhí)行元件,通過(guò)節(jié)流口的回 油量很小(接近于 0 ,此時(shí), p =p min 0,控制油 路的壓力 p i p min ,此時(shí)主泵的排量自動(dòng)增加到最 大以滿(mǎn)足作業(yè)速度的需要。當(dāng)多路換向閥的開(kāi)度在 中位和最大開(kāi)度之間微動(dòng)時(shí),變量泵的控制壓力 p i 在 p max p min 之間, 而液壓泵的排量也在最小和最 大排量之間變

10、化,且 p i 越大,液壓泵的排量越小, 即液壓泵的控制壓力與液壓泵的排量成反比。 1.2 典型應(yīng)用負(fù)流量控制本質(zhì)上是一種恒流量控制,通過(guò)在 多路閥旁路回油通道上設(shè)置流量檢測(cè)元件,最終達(dá) 到控制旁路回油流量為一個(gè)較小的恒定值,從而減 小旁路損失的目的。流量檢測(cè)的方法有兩種,一種是如圖 1所示的 簡(jiǎn)單的小孔節(jié)流。 日本川崎公司制造的 K3V 系列主 液壓泵及 KMX 系列主閥所組成的系統(tǒng)是典型的負(fù) 流量控制系統(tǒng) 79, 已得到廣泛的應(yīng)用。 該系統(tǒng)采用 的就是小孔節(jié)流的流量檢測(cè)方法,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于 實(shí)現(xiàn)。另一種是采用射流元件進(jìn)行流量檢測(cè)。日本 小松公司 PC-5系列的 OLSS (開(kāi)中心負(fù)荷傳感系

11、 統(tǒng) 10,就是利用射流傳感器進(jìn)行流量檢測(cè),與負(fù)流 量控制閥(NC 閥配合使用,完成對(duì)液壓泵的排 量的控制。圖 2為 OLSS 系統(tǒng)的簡(jiǎn)化原理圖 11。系 統(tǒng)中 NC 閥 (Negative Control Valve 為負(fù)流量控制 閥,由射流傳感器控制。 NC 閥的出口壓力 p i 用于 控制變量泵的伺服油缸。 CO 閥(Cut-off valve為 壓力切斷閥,當(dāng)主泵壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí),泵的排 量減到最小。 TCC 閥(Torque Contant Valve為恒 扭矩閥。d圖 2 日本小松 OLSS 系統(tǒng)的簡(jiǎn)化原理圖2 正流量控制2.1 工作原理正流量控制是德國(guó)力士樂(lè)公司上個(gè)世紀(jì) 80年

12、 代的技術(shù)。正流量控制用先導(dǎo)壓力直接控制液壓泵 的排量,先導(dǎo)壓力越大,液壓泵的排量越大。圖 3為正流量控制的原理圖。系統(tǒng)中利用梭閥組實(shí)時(shí)地 檢測(cè) 各先導(dǎo)控制壓力中最高壓力作為 控制壓力送入液壓泵變量機(jī)構(gòu)來(lái)控制液壓泵的排 量。1122, , , a b a b 正流量控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是操縱手柄的先導(dǎo) 壓力不僅用來(lái)控制換向閥,還用來(lái)調(diào)節(jié)液壓泵的排 量。執(zhí)行元件不工作的時(shí)候,液壓泵上沒(méi)有先導(dǎo)壓 力, 斜盤(pán)擺角最小, 液壓泵只輸出少量的備用流量, 可有效消除空流損失。操縱先導(dǎo)手柄,則液壓先導(dǎo) 回路中建立起與手柄偏轉(zhuǎn)量成比例的壓力來(lái)控制換 向閥閥芯的位移和液壓泵的排量,液壓泵的流量和 由此產(chǎn)生的執(zhí)行元

13、件的工作速度與控制壓力成正 比,能減少旁路節(jié)流損失。正流量系統(tǒng)具有良好的 節(jié)能效果,并易于實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓泵的控制。 圖 3 液壓挖掘機(jī)正流量控制系統(tǒng)原理圖 相對(duì)于負(fù)流量控制系統(tǒng),正流量控制系統(tǒng)的響 應(yīng)時(shí)間更短,流量波動(dòng)更小,可操作性更好,可提 高工作效率約 9%,節(jié)油 12%左右,系統(tǒng)的可靠性 也更高。但正流量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高。 2.2 典型應(yīng)用德國(guó)力士樂(lè)公司生產(chǎn)的 A8VSO 系列主泵和 M8、 M9系列主閥可構(gòu)成挖掘機(jī)正流量系統(tǒng) 12。該 類(lèi)系統(tǒng)功能較強(qiáng),節(jié)能效果明顯,但需要配備梭閥 組,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,利用梭閥組選取最大的先導(dǎo)壓力進(jìn)行液壓泵的排量控制。該類(lèi)系統(tǒng)只能根據(jù)先導(dǎo)壓 力最大的一路閥

14、開(kāi)度控制液壓泵的排量,其他各閥 的開(kāi)度無(wú)論大小都不參與控制過(guò)程,在各閥同時(shí)操 作時(shí)不能進(jìn)行流量的疊加。為了改善正流量控制中液壓泵的控制性能,力 士樂(lè)公司 7M9-25主閥預(yù)留了液壓泵的電控功能。 每個(gè)主閥的先導(dǎo)壓力利用壓力傳感器轉(zhuǎn)換成電信 號(hào),微處理器將所有的電信號(hào)相加,并通過(guò)正比例 調(diào)節(jié)減壓閥來(lái)控制液壓泵的排量,即使所有的執(zhí)行 元件同時(shí)動(dòng)作,也能使液壓泵的排量調(diào)節(jié)到滿(mǎn)足系 統(tǒng)的要求。川 崎 K3V112DTP 系 列 主 液 壓 泵 和 川 崎 KMX15RA 系列主閥可以組成正流量挖掘機(jī)液壓系 統(tǒng),該系統(tǒng)一方面根據(jù)手動(dòng)先導(dǎo)壓力來(lái)得到一個(gè)主 液壓泵的排量值;另一方面通過(guò)檢測(cè)主液壓泵出口 壓力

15、(表征負(fù)載大小根據(jù) PQ 曲線得到主泵的另 一個(gè)排量值; 然后根據(jù)這兩個(gè)值來(lái)調(diào)整主泵的排量。我國(guó)三一重工在最新推出的正流量挖掘機(jī)中, 采用了專(zhuān)利技術(shù) 13,在挖掘機(jī)的不同部位分別安裝 壓力、傾角、位移等傳感器,各傳感器的檢測(cè)值均 輸入控制器,控制器將檢測(cè)數(shù)據(jù)與挖掘機(jī)在各工況 (挖溝、 裝車(chē)、 平整等 作業(yè)時(shí)的相應(yīng)邊界條件 (動(dòng) 臂與斗桿之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度、各動(dòng)作先導(dǎo)油路壓 力、 回轉(zhuǎn)角度、 動(dòng)臂油缸伸縮量等數(shù)據(jù) 進(jìn)行比較、 實(shí)時(shí)判斷、區(qū)分當(dāng)前挖掘機(jī)的工作模式,從而準(zhǔn)確 的控制油量的輸出與分配,提高了挖掘機(jī)的操作性 能、工作效率,并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)節(jié)能。3 負(fù)載敏感系統(tǒng)3.1 工作原理負(fù)載敏感系統(tǒng)發(fā)展

16、于 20世紀(jì) 80年代的歐洲, 越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于中小型挖掘機(jī)上,節(jié)能效能顯 著。它在各執(zhí)行機(jī)構(gòu)同時(shí)工作時(shí),流量供給只取決 于操縱手柄的開(kāi)度,而與負(fù)荷大小無(wú)關(guān),使得作業(yè) 可控性很強(qiáng)。根據(jù)節(jié)流孔的流量特性方程 Q =可知, 通過(guò)節(jié)流孔的流量 Q 是開(kāi)口面積 A 和壓差 p 的 函數(shù),若 p 保持不變,流量 Q 不受負(fù)荷變化的影 響,只與開(kāi)口面積有關(guān),這就是負(fù)載敏感控制的基 本原理。如圖 4所示,利用將負(fù)載壓力反饋到壓力 補(bǔ)償閥的方法即可實(shí)現(xiàn) p const =。圖 4中壓力補(bǔ)償閥的工作原理如式 (2 所示。1sp kF p p p const A = (2式中:pp 液壓泵出口壓力(Pa ;1p

17、 負(fù)荷壓力(Pa ;sF 彈簧力(N ;kA 壓力補(bǔ)償閥的開(kāi)口面積(m 2 ; p 節(jié)流孔前后壓差(Pa 。 圖 4 負(fù)載敏感控制原理圖彈簧力決定了在節(jié)流孔 A 1處的壓差 p 恒定不 變。進(jìn)入執(zhí)行元件的流量 Q 正比于節(jié)流孔面積 A 1, 多余流量通過(guò)壓力補(bǔ)償閥直接返回油箱,從而保證 p 恒定不變。完全負(fù)荷傳感系統(tǒng)由負(fù)荷傳感控制閥和負(fù)荷傳 感控制變量液壓泵組成,普通的完全負(fù)荷傳感系統(tǒng) (簡(jiǎn)稱(chēng) LS 系統(tǒng)的原理如圖 5所示。 圖 5 普通 LS 系統(tǒng)原理圖在 LS 系統(tǒng)中,將負(fù)載壓力與液壓泵出口壓力 相比較,帶動(dòng)液壓泵的變量機(jī)構(gòu),當(dāng)有多個(gè)執(zhí)行元 件時(shí),利用梭閥把最大的負(fù)載壓力與液壓泵出口壓 力

18、相比較,帶動(dòng)泵的變量機(jī)構(gòu)動(dòng)作,改變液壓泵的 排量。該系統(tǒng)既節(jié)能又解決了滑閥的微調(diào)性能和復(fù)合 操作性能。在整個(gè)滑閥行程中,液壓泵的流量始終 等于執(zhí)行元件的流量,無(wú)多余的流量損失。液壓泵 的壓力略高于負(fù)載壓力,其壓差僅為 2MPa 以?xún)?nèi), 即只有一小部分能量損失,是較理想的節(jié)能系統(tǒng)。 普通 LS 系統(tǒng)的缺點(diǎn)是,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生飽和,即 執(zhí)行元件的流量需求大于液壓泵供油時(shí),不再具有 流量分配功能。發(fā)生流量飽和首先影響高負(fù)載聯(lián), 導(dǎo)致高負(fù)載聯(lián)速度降低,嚴(yán)重影響系統(tǒng)的工作。 對(duì)于液壓挖掘機(jī)等工程機(jī)械,常見(jiàn)的發(fā)生流量 飽和的工況如下 14:1當(dāng)以最高速度同時(shí)驅(qū)動(dòng)幾個(gè)執(zhí)行器,使每 個(gè)操作閥的操作量都為最大時(shí),泵的

19、輸出流量就會(huì) 不足。2在以最大操作量對(duì)高負(fù)載進(jìn)行復(fù)合操作時(shí), 更加劇了泵輸出流量的不足。3 如果作業(yè)機(jī)在進(jìn)行一些比較精細(xì)的作業(yè) (如 挖掘機(jī)對(duì)地面整平等時(shí),一般原動(dòng)機(jī)都處于低轉(zhuǎn) 速工況。3.2 典型應(yīng)用德 國(guó) 力 士 樂(lè) 公 司 開(kāi) 發(fā) 的 LUDV (Last Unabhängige Durchfluss Verteilung 系統(tǒng) 15, 改變了 普通 LS 系統(tǒng)中壓力補(bǔ)償閥的位置,將補(bǔ)償閥一端 的壓力統(tǒng)一改為最大負(fù)載壓力,即補(bǔ)償閥的壓降相 等,使得流量總是與節(jié)流孔面積成正比,所有執(zhí)行 元件將以同一比率減速。該系統(tǒng)解決了普通 LS 系 統(tǒng)中,當(dāng)多個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)工作,所需流量大于液

20、 壓泵的流量時(shí),將產(chǎn)生供油不足的現(xiàn)象。 LUDV 系 統(tǒng)的原理圖如圖 6所示。系統(tǒng)中各節(jié)流口兩端的壓 差不變,即 p 1=p 2=p p p i ,通過(guò)節(jié)流口的流量只 與節(jié)流口面積有關(guān)。 圖 6 LUDV系統(tǒng)原理圖LUDV 系統(tǒng)是單泵系統(tǒng),具有裝配費(fèi)用低、占 用空間小、系統(tǒng)緊湊等特點(diǎn)。山河智能的 SWE85挖掘機(jī)用的就是德國(guó)的 LUDV 系統(tǒng),系統(tǒng)由 SX14 (主閥和 A11V09(主泵構(gòu)成 16。德國(guó) Linde 公司生產(chǎn)的 LSC 系統(tǒng)也是一種負(fù)載 敏感系統(tǒng), 具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、 節(jié)能、 易于操作等特點(diǎn), 同時(shí)具有抗飽和能力 17。 LSC 系統(tǒng)一般由一個(gè)帶負(fù) 載敏感功能的 HPR 液壓泵和

21、一組帶負(fù)載敏感功能 的 VW 閥組成。圖 7為林德 LSC 系統(tǒng)原理圖。 圖 7 林德 LSC 系統(tǒng)的原理圖日本小松公司的 PC-7系列的挖掘機(jī)采用的是 閉 式 中 心 負(fù) 荷 傳 感 系 統(tǒng) (CLSSClose Load Sensing System ,如圖 8所示 18。該系統(tǒng)由兩個(gè)主 泵、操作閥和執(zhí)行元件等構(gòu)成,其主液壓泵的 LS 閥起到感知負(fù)荷,對(duì)輸出流量進(jìn)行控制的作用。 圖 8 閉式中心負(fù)載傳感系統(tǒng)4 挖掘機(jī)新型液壓系統(tǒng)目前,挖掘機(jī)市場(chǎng)中負(fù)流量控制、正流量控制 和負(fù)載敏感系統(tǒng)各占一定的份額,它們適應(yīng)的場(chǎng)合 稍有不同,但由于采用六通多路閥或者四通多路閥 進(jìn)行比例節(jié)流控制,從技術(shù)本質(zhì)上

22、仍然都是閥控系 統(tǒng),節(jié)流損失不可避免,且在挖掘機(jī)的部分工況下 仍然有大量的勢(shì)能和動(dòng)能損失。為了進(jìn)一步提高挖 掘機(jī)的能量利用率,國(guó)內(nèi)外各大廠家及科研機(jī)構(gòu)正 在積極研發(fā)新型的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)。4.1 混合動(dòng)力挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)混合動(dòng)力是指通過(guò)不同動(dòng)力源的聯(lián)合工作,使 其充分發(fā)揮各自的優(yōu)越性以提高能量的利用率?；?合動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)改善發(fā)動(dòng)機(jī)的工作條件具有很大的促 進(jìn)作用,目前在汽車(chē)領(lǐng)域已經(jīng)有了成功的應(yīng)用,而 在挖掘機(jī)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外也有了一些嘗試性的研究。將 混合動(dòng)力技術(shù)引入液壓挖掘機(jī)的開(kāi)發(fā)市場(chǎng),并與液 壓系統(tǒng)的節(jié)能措施相結(jié)合,具有很大的節(jié)能潛力。 混合動(dòng)力挖掘機(jī)有 3種結(jié)構(gòu):串聯(lián)、并聯(lián)和混 聯(lián) 19。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)分

23、析和對(duì)比表明,并聯(lián)系統(tǒng)是現(xiàn) 階段最適合液壓挖掘機(jī)節(jié)能的結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)原理如 圖 9所示 20,挖掘機(jī)采用了發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)驅(qū) 動(dòng)液壓泵的結(jié)構(gòu)形式,發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能直接輸出給 液壓泵,減少了能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),電動(dòng)機(jī)可工作于電 動(dòng)或發(fā)電狀態(tài),與發(fā)動(dòng)機(jī)共同輸出能量或?qū)⒍嘤嗟?能量轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)在電容器中。 圖 9 并聯(lián)混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)示意圖日本的小松、住友和日立建機(jī),德國(guó)的利渤海 爾,美國(guó)的卡特比勒等公司都已經(jīng)開(kāi)展了混合動(dòng)力 液壓挖掘機(jī)的研究工作。國(guó)內(nèi)貴州詹陽(yáng)動(dòng)力重工推 出的 JYL621H 輪式挖掘機(jī)中也采用了混合動(dòng)力技 術(shù)。4.2 基于恒壓網(wǎng)絡(luò)的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)是 20世紀(jì) 80年

24、代初提 出的一種壓力耦聯(lián)系統(tǒng),該系統(tǒng)從能量回收和再利 用兩方面來(lái)提高能量利用率, 具有廣泛的應(yīng)用前景, 其基本組成包括動(dòng)力源、高壓油路和低壓油路構(gòu)成 的恒壓網(wǎng)絡(luò)、二次元件、液壓蓄能器和負(fù)載,如圖 10所示。第六屆全國(guó)流體傳動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議 用于大于 35t 的履帶式挖掘機(jī)系統(tǒng)中；正流量控制 系統(tǒng)一般用于 2029t 的履帶式挖掘機(jī)或者輪式挖 掘機(jī)系統(tǒng)中。 混合動(dòng)力挖掘機(jī)和基于恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)技術(shù) 的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)則是當(dāng)前挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的兩個(gè) 最新的研究方向，這兩種系統(tǒng)能夠更好地提高系統(tǒng) 的能量利用率。 圖 10 恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)基本組成 參 考 文 獻(xiàn) 該項(xiàng)技術(shù)與傳統(tǒng)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)相比，其優(yōu)

25、點(diǎn)是 更便于控制，二次元件能在四個(gè)象限內(nèi)工作，既有 “泵”工況、又有“馬達(dá)”工況，可在不轉(zhuǎn)變能量形式 情況下回收能量，進(jìn)行能量的存儲(chǔ)，利用液壓蓄能 器可大大提高加速功率，且系統(tǒng)中無(wú)壓力峰值。國(guó) 外已將該技術(shù)成功應(yīng)用于造船工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、大 型試驗(yàn)臺(tái)、車(chē)輛傳動(dòng)等領(lǐng)域。但該項(xiàng)技術(shù)在挖掘機(jī) 領(lǐng)域的應(yīng)用尚在研究階段。 文獻(xiàn)21利用仿真手段對(duì)挖掘機(jī)具體工況進(jìn)行 了模擬， 并對(duì)不同液壓回路的能耗分析進(jìn)行了對(duì)比， 結(jié)果表明采用恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)技術(shù)的挖掘機(jī)能很 好地消除整個(gè)工況中的勢(shì)能損失和節(jié)流損失，節(jié)能 效果顯著。因此，基于恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)技術(shù)的挖 掘機(jī)液壓系統(tǒng)具有廣泛的發(fā)展前景。 1 李建啟. 液壓挖掘機(jī)

26、的實(shí)用節(jié)能措施J.建筑機(jī)械，2001 （5）,2935 2 宋世鵬, 朱新云, 趙磊. 液壓挖掘機(jī)功率損失分析及節(jié) 能控制技術(shù)研究J. 機(jī)床與液壓, 2008, 36(11: 8081. 3 任小青. 液壓挖掘機(jī)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展綜述J. 機(jī)床與液 壓, 2009, 37(8: 248250. 4 張彥廷. 基于混合動(dòng)力與能量回收的液壓挖掘機(jī)節(jié)能研 究D. 浙江大學(xué)博士論文, 2006.6 5 沈黎. 混合動(dòng)力挖掘機(jī)J. 交通世界, 2009（15）:3437. 6 趙春濤, 姜繼海, 高維忠, 趙克定. 新型二次調(diào)節(jié)靜液汽 車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng). 汽車(chē)技術(shù), 2001(1: 46 7 陳世教, 賴(lài)萬(wàn)鎖.

27、川崎 KMX15R 挖掘機(jī)多路閥的功能與 結(jié)構(gòu)J. 建筑機(jī)械, 1996(6: 5053 8 史時(shí)喜, 王國(guó)志, 劉桓龍. K3V 系列變量泵控制機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài) 特性研究J. 流體傳動(dòng)與控制, 2009(1: 1012 9 鄧水英. DH225LC-7 型液壓挖掘機(jī)主泵系統(tǒng)分析J. 筑 路機(jī)械與施工機(jī)械化, 2009,26(3: 6971 10 黃宗益, 王康. 液壓挖掘機(jī)節(jié)能控制J. 建筑機(jī)械, 1997(6: 2630 11 日本小松制作所編印. 日本小松工程機(jī)械維修手冊(cè)M. 1992 12 王霄. 用于挖掘機(jī)正向控制的力士樂(lè) M9 系列高效率控 制閥. 工程機(jī)械與維修, 2007(12: 132 13 戴晴華, 易迪升, 陳克雷, 肖飛. 一種液壓挖掘機(jī)正流 量控制裝置. 專(zhuān)利號(hào): ZL 200820111761.4 14 顧臨怡, 謝英俊. 多執(zhí)行器負(fù)載敏感系統(tǒng)的分流控制發(fā) 展綜述J. 機(jī)床與液壓, 2001(3: 36 15 江國(guó)耀. 力士樂(lè) LUDV 系統(tǒng)全新液壓挖掘機(jī)解決 方案. 建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理, 2004(5:1921 16 張海濤, 何清華, 施圣賢, 陽(yáng)昶. LUDV 負(fù)荷傳感系統(tǒng) 在液壓挖掘機(jī)上的應(yīng)用J. 建筑機(jī)械, 2004(10: 6163 17 王